فاضلاب
دید کلی
آب شرط وجود حیات میباشد و اکثر قریب به اتفاق واکنشهای شیمیایی در محیط آبی صورت میگیرد. آب به علت پاره خواص ویژه اساسی نقش تنظیم کنندهای در طبیعت داشته و آن را در برابر تغییرات ناگهانی دما حفظ میکند. آب بعد از مصارف گوناگون (خانگی ، کشاورزی و صنعتی و …) تبدیل به پساب میشود. برای جلوگیری از آلودگی آب و محیط زیست توسط این پسابها باید راهکارهایی برا ی تصفیه و استفاده مجدد از آنها اتخاذ کرد.
طبقه بندی آبهای آلوده
آبهای آلودهای که پس از تصفیه دوباره میتوان استفاده کرد :
1. آبهای آلودهای که در کارخانجات و مراکز صنعتی تولید شده و به شدت سمی هستند و نمیتوان برای مصارف خانگی استفاده کرد .
2. آبهایی که مصارف خاصی داشته و قابل استفاده مجدد نمیباشند. مانند آبهای صنایع نوشابه سازی.
انواع فاضلابها
فاضلابهای صنعتی
فاضلابهایی هستند که از صنایع مختلف حاصل میشوند و نسبت به نوع صنایع ، ترکیبات شیمیایی مختلفی دارند و وقتی وارد دریاها میشوند باعث آلودگی آب و مرگ آبزیان میگردتد.
مواد شیمیایی موجود در فاضلابهای صنعتی
بسته به نوع کارخانهها و محصول تولیدی آنها ترکیبات شیمیایی و درصد آنها در پسابهای صنعتی متفاوت است اما از مهمترین این ترکیبات میتوان به آرسنیک ، سرب ، کادمیم و جیوه میتوان اشاره کرد. این مواد از طریق پساب کارخانجات تهیه کاغذ ، پلاستیک ، مواد دفع آفات نباتی ، استخراج معادن وارد آبهای جاری و محیط زیست میشود.
از مهمترین فجایع آلودگی با جیوه به فاجعه آلودگی آب رودخانه میناماتا در ژاپن با ترکیبات ارگانومرکوریک که به عنوان کاتالیزور در کارخانه پلاستیک سازی استفاده میشود میتوان اشاره کرد که طی آن مردم اطراف رودخانه به مرض اسرار آمیزی میتلا شدند که ناشی از وجود جیوه فراوان در بدن آنهابود و هزاران نوزاد ناقص الخلقه و فوت تعدادی از مردم نتیجه آلودگی آب با پساب این کارخانه بود.
فاضلابهای کشاورزی
در این فاضلابها سموم کشاورزی مانند هیدروکربنهای هالوژنه ، DDT آلودین ، ترکیبات فسفردار نظیر پاراتیون وجود دارد. مخصوصا ترکیبات هالوژنه بسیار خطرناک هستند و هنگامی که توام با آب کشاورزی در لایههای زمین نفوذ نمایند یا به بیرون از محیط کشاورزی هدایت شوند، باعث ایجاد فاضلابهای کشاورزی فوقالعاده خطرناک میشوند.
فاضلابهای شهری
این فاضلابها از مصرف خانگی آب حاصل میشود. در این پسابها انواع موجودات ریز ، میکروبها و ویروسها و چند نوع مواد شیمیایی معین وجود دارد که عمدهترین آن آمونیاک و نیز مقداری اوره میباشد. این فاضلابها باید از مسیرهای سر بسته به محل تصفیه هدایت گردند. جهت خنثی سازی محیط قلیایی این فاضلابها که محیط مناسب برای رشد و نمو میکروبهاست از کلر استفاده میشود.
انواع آلایندههای موجود در فاضلابهای شهری
· آلایندههای بیولوژیکی : از دفع پسابهای بیمارستانی و مراکز بهداشتی شهری ناشی میشود.
· آلایندههای شیمیایی : بیشتر آلاینده های شیمیایی از دفع پسابهای خانگی شامل مصرف شوینده هاست که روز به روز مصرف آنها بیشتر میشود. این آلایندهها به علت وجود عامل حلقوی در ساختمان مولکول شوینده (ABS) ، غیر قابل تجزیه بیولوژیکی در تصفیه خانهها هستند.
فرمول عمومی:LABS):linear Alkgl Benzo Sulturic acid=RŔ/ (C6 M5) SO3H)
امروزه در کشور ژاپن و آمریکا شوینده حلقوی را تبدیل به خطی نمودهاند که قابل تجزیه بیولوژیکی در تصفیه خانهها است. ولی در اکثر کشورها به علت ارزان بودن (LABS) هنوز هم از این ماده در صنعت شویندهها استفاده میشود.
· سایر آلوده کنندهها : مواد جامد و رسوبات ، مواد رادیواکتیو ، مواد نفتی و آلوده کننده های حرارتی مثل نیروگاهها.
آلودگی آب درجهان
حدود 69 % آب مصرفی جهان صرف کشاورزی و عموما آبیاری میشود. 23 % به مصرف صنایع میرسد و مصارف خانگی تنها حدود 8 % را شامل میشود. در کشورهای توسعه یافته کشاورزی و صنایع بیشترین مصرف آب را داشته و بالاترین نقش را در آلودگی آبها دارد.
پروژه GEMS
نزدیک به سه دهه است که سازمان بهداشت جهانی و برنامه محیط زیست سازمان ملل تحت پروژهای به نام GEMS (سیستم مراقبت زیست محیطی ازجهان) ، کیفیت محیط زیست را از نظر اندازه گیری کیفیت هوا ، آب ، آلودگی مواد غذایی و شاخصهای بیولوژیکی مورد مراقبت قرار میدهند. برای جمع آوری اطلاعات در مورد کیفیت آب بیش از 50 پارامتر انتخاب شده است که مهمترین آنها عبارتنداز Do (اکسیژن محلول) ، BoD (اکسیژن مورد نیاز واکنشهای بیوشیمیایی) ، CoD (اکسیژن مورد نیاز واکنشهای شیمیایی) ، میزان کلروفرمها و نیتراتها و فلزات سنگین میباشد.
تصفیه آب و فاضلابها
آب و فاضلابها برای استفاده و برای برگشت به محیط یا استفاده مجدد نیاز به تصفیه دارند. روشهای مختلفی برای تصفیه آبها و فاضلابها وجود دارد که بسته به مصارف آب و نوع آلودگی از این روشها استفاده میشود.
عمدهترین روشهای تصفیه آب عبارتاند از:
1. تصفیه مکانیکی آب
2. تصفیه شیمیایی آب
3. تصفیه آب به روش اسمز معکوس
4. تصفیه بیوشیمیایی آب
5. فیلتراسیون آب
منبع:http://www.ngdir.ir
فاضلاب از نظر منشاء آن ممكن است خانگي، صنعتي، كشاورزي يا به صورت تركيبي باشد. از نظر خصوصيات فيزيكي شيميايي و بيولوژيكي و قدرت آلايندگي داراي چهار حالت ضعيف، متوسط، قوي و خيلي قوي ميباشد.
اهميت بهداشتي فاضلاب به عواملي نظير وجود عوامل شيميايي و عوامل بيماريزاي زنده ومواد آلي متعفن كه علاوه بر ايجاد بيماريهاي مختلف موجب تعفن و بدمنظر شدن محيط نيز ميگردد، بستگي دارد.
عوامل باكتريايي نظير ويبريو كلرا، سالمونلا تيفي، سالمونلا پاراتيفي، شيگلا، باسيل سياه زخم، لپتوسپيرا، عوامل ويروسي نظير انواعي از هپاتيتها، عوامل تك ياخته اي نظير آميب ژيارديا و تخم انگلهاي پرياخته اي نظير كرم شلاقي، آسكاريس و000 از طريق فاضلاب و لجن فاضلاب مصرف شده باعث ايجاد بيماري ميشود.
از نظر اقتصادي علاوه بر اينكه آب تبديل شده به فاضلاب به خودي خود غيرقابل استفاده شده است، خود نيز باعث آلودگي منبع آب سطحي و زيرزميني ميشود و بنابراين آب به عنوان منبع حياتي محدود با كمبود شديدي كه در جهان دارد در معرض تهديد قرار گرفته است. با توجه به مخاطرات بهداشتي و ملاحظات اقتصادي توجه به توليد، جمع آوري و بهسازي فاضلاب امري ضروري و اجتناب ناپذير است. پرداختن به امر كم خطر نمودن فاضلاب و يا انجام اقداماتي در جهت صدور جواز تخليه آنها در محيط يا استفاده مجدد از فاضلاب، تصفيه فاضلاب ناميده ميشود. چرا فاضلاب را تصفيه كنيم ؟ سئوالي است كه همه كارگزاران مرتبط با امر سلامت با آن مواجه هستند و بايستي به نحو منطقي و مقتضي با اين سئوال و پاسخ مناسب آن آشنا باشند.
فاضلاب ميبايست قبل از اينكه در مرحله نهايي به آبهاي پذيرنده دفع گردد، تصفيه شود تا اينكه:
الف) بيماريهاي واگير ناشي از آلودگيهاي فاضلاب مهار و بهداشت عمومي تامين گردد.
ب) حفظ منابع آب، از طريق عدم آلودگي آبهاي سطحي و زيرزميني و در صورت امكان استفاده مجدد از بخش عظيمي از آب مصرف شده براي مصارف خاص نظير فعاليتهاي كشاورزي و پرورش آبزيان.
ج) حفظ محيط زيست: فاضلاب را به روشهاي متعددي تصفيه ميكنند. در بين اين روشها، تصفيه زيست شناختي، رايج تر است. هدف از تصفيه فاضلاب به نوعي همان پاسخ سئوال " چرا فاضلاب را تصفيه كنيم" ميباشد. اما اگر به صورت ويژه به آن نگاه شود، هدف از تصفيه فاضلاب عبارت است از:
الف) تثبيت مواد آلي.
ب) توليد پساب قابل تخليه در محيط و محافظت از محيط زيست.
ج) استفاده مجدد از آب و مواد جامد ناشي از تصفيه فاضلاب.
تجزيه و تثبيت مواد آلي موجود در فاضلاب اغلب از طريق فرايندهاي زيست شناختي، به دو روش هوازي و بي هوازي صورت ميگيرد.
روشهاي متداول هوازي در تصفيه فاضلاب
لجن فعال، لاگول هوادهي، صفحات چرخان بيولوژيكي، حوضچه هاي جلادهي و صافي چكنده.
روش متداول بي هوازي در تصفيه فاضلاب عبارتند از
سپتيك تانك، بركه هاي بي هوازي، UASB و 000 هر كدام از فرايندهاي مزبور ممكن است مراحل مقدماتي و پاياني به صورت تكميلي داشته باشند. از نگاه ديگر ممكن است مراحل تصفيه فاضلاب به صورت اوليه، ثانويه و پيشرفته انجام شود.
فاضلاب و مسائل مربوط به آن
فاضلاب چيست ؟
فاضلاب يا گنداب عبارت است از آب استفاده شده اي كه براي مصرف خاص خود قابل استفاده مجدد نيست يا به عبارتي كيفيت آن پايين تر از قبل از استفاده از آن ميباشد. اين آب داراي مقاديري فضولات جامد و مايع است كه از خانه ها، خيابانها، شستشوي زمينها و در مجموع ناشي از فعاليتهاي انساني نظير سرويسهاي بهداشتي، كارخانه ها، صنايع و كشاورزي است. چون اين آب اغلب ناپاك و داراي بويي ناخوشايند است "گنداب" نيز ناميده ميشود.
فاضلاب يا گنداب ممكن است خانگي يا تركيبي از فاضلاب خانگي، فاضلاب صنعتي و كشاورزي نيز باشد. در اين بحث، بيشتر فاضلاب ناشي از فعاليتهاي خانگي، مورد نظر است. اين فاضلاب، آبي است كه مواد زائد بدن انسان (مدفوع و ادرار) و فاضلاب حاصل از اقدامات بهداشتي مانند استحمام، شستشوي لباس، پخت و پز و ديگر مصارف آشپزخانه را تشكيل ميدهد. حجم فاضلاب توليدي در اجتماعات به موارد زير بستگي دارد :
1 ـ عادات فردي: هر چه ميزان مصرف آب مردم بيشتر باشد فاضلاب توليدي آنها بيشتر خواهد شد.
2 ـ نوع شبكه گردآوري فاضلاب (تركيبي يا مجزا) در نوع تركيبي حجم فاضلاب بيشتر خواهد شد.
3 ـ تغييرات فاضلاب در زمان
فاضلاب تقريبا 9/99 درصد آب و حدود يك دهم در صد مواد جامد در بر دارد كه بخشي از آن مواد آلي و بخش ديگر مواد معدني جامد به حالت محلول يا معلق در آب ميباشند. بوي بد فاضلاب اغلب به علت مواد آلي موجود در آن ميباشد. اين مواد بيشتر قابل تجزيه ميكروبي هستند و بعضا تجزيه ميكروبي منجر به توليد بوي نامطبوع ميشود. علاوه بر مشكل توليد بو فاضلابهاي دريافت كننده مدفوع انساني و حيوانات زنده در بر دارنده زيستواركهاي بيماريزا هستند كه از نظر آلودگي محيط بويژه منابع آب و خاك فوقالعاده اهميت دارند. طبق پژوهشهاي انجام شده هر گرم مدفوع حدود يك بيليون عدد اشريشيا كولي، حدود 2/2 x 107 عدد استرپتوكوك مدفوعي و مقادير قابل توجهي اسپور كلوستريديوم پِرفرنژنس و انواع موجودات زنده بيماريزاي ديگر نيز در بر دارد. اگرچه مقدار مدفوع انسان در جوامع و نژادهاي مختلف، متفاوت است ولي ميانگين يكصد گرم براي هر فرد بالغ مقداري است كه اغلب محققين بر آن اتفاق نظر دارند.
قدرت آلايندگي فاضلاب يا غلظت آن، هر چقدر مواد زائد موجود در فاضلاب بيشتر باشد، آن را قوي تر ميگويند. معمولا شدت و ضعف فاضلاب از نظر مواد آلي موجود در آن برحسب معيارهاي زير سنجيده ميشود:
الف) اكسيژن مورد نياز زيست شيميايي (Biochemical Oxygen Demand) BOD5
اين معيار مهمترين ابزار سنجش مواد آلي قابل تجزيه زيست شناختي است كه در مورد فاضلاب كاربرد متداول دارد. در اين روش مقدار اكسيژن مورد نياز براي اكسيداسيون مواد آلي فاضلاب توسط باكتريها به دست ميآيد. با استفاده از اندازه گيري مقدار اكسيژن مورد نياز، غلظت مواد آلي موجود در فاضلاب كه قابل اكسيداسيون باكتريايي است به دست ميآيد (تجزيه پذيري زيست شناختي) 0 مقدار BOD معمولا براساس پنج روز در حرارت 20 درجه سانتي گراد بيان ميگردد. اين مقدار همان اكسيژن مصرف شده در طول اكسيداسيون فاضلاب، در زمان پنج روز و حرارت 20 درجه است.
ب) نياز شيميايي به اكسيژن (Chemical Oxygen Demand) COD
در اين روش مقدار اكسيژن متناسب براي تجزيه و تثبيت شيميايي مواد آلي را اكسيژن مورد نياز تجزيه شيميايي يا اصطلاحا COD گويند. اين معيار از طريق اكسيداسيون فاضلاب توسط محلول اسيد دي كرمات، تقريبا تمام مواد آلي موجود در فاضلاب را به گاز كربنيك و آب، اكسيده مينمايد كه در اين واكنش معمولا حدود95% اكسيداسيون مواد آلي صورت ميگيرد.
ج) مواد جامد معلق (Suspended Solids) SS
مواد جامد معلق يكي ديگر از نشانگرهاي كيفيت فاضلاب از نظر غلظت مواد ميباشد اين مواد ممكن است از 100 تا 500 ميلي گرم در ليتر در فاضلاب متغير باشد. جدول زير وضعيت فاضلاب از نظر COD BOD و SS بر حسب ميلي گرم در ليتر را نشان ميدهد.
جدول 3 ـ قدرت فاضلاب بر حسب COD BOD و SS ميلي گرم در ليتر